TRABAJO MONOGRÁFICO CURSO
:
SISTEMA EXPERTOS
TEMA
:
SISTEMAS EXPERTOS
PROFESOR:
LEOPERU
ALUMNA :
LEOPERU
CICLO
:
V
TURNO
:
TARDE
DÍA
:
XXXXX
HORA
:
1:00 A 5:00
TACNA PERÚ –
2014
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A mi familia y personas que me dieron su apoyo moral para seguir con mi carrera.
Leoperu
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ÍNDICE CAPÍTULO I SISTEMAS EXPERTOS 1.1 1.2 1.3 1.4
DEFINICIÓN DE S.E………………………………………05 CARACTERÍSTICAS S.E…………………………………06 FUNCIÓN DE S.E…………………………………………06 TIPOS DE S.E…………………………………… 06-07-08
CAPÍTULO II ARQUITECTURA BÁSICA 2.1 LA BASE DE CONOCIMIENTO ……………………………..09
2.2 SUBSISTEMA DE ADQUISICIÓN DE CONOCIMIENTO …..10 2.3 CONTROL DE LA COHERENCIA……………..10-11 2.4 EL MOTOR DE INFERENCIA …………………11 2.5 EL SUBSISTEMA DE ADQUISICIÓN DE INFORMACIÓN…12 2.6 INTERFACE DE USUARIO …………………………….12-13 2.7 EL SUBSISTEMA DE EJECUCIÓN DE ÓRDENES……………13 2.8 EL SUBSISTEMA DE EXPLICACIÓN …………………….14 2.9 EL SUBSISTEMA DE APRENDIZAJE …………………14
CAPÍTULO III TAREAS REALIZABLES POR LOS SISTEMAS EXPERTOS 15
…………………………………………………………………………………………
CAPÍTULO IV LIMITACIONES Y EJEMPLOS DE SISTEMAS EXPERTOS EJEMPLOS I , II. III,IV, V ……………………………………16-17-18
CONCLUSIONES
19-20
…………………………………………………
FUENTES DE INFORMACIÓN……………………………..20 ANEXO
21-22-23
…………………………………………
3
INTRODUCCION
El propósito de este tema es de mostrarnos una amplia y precisa descripción de lo que son los Sistemas Expertos (SE), los cuales también son conocidos como Sistemas Basados en Conocimiento. Así mismo mostramos brevemente los orígenes, conceptos, aplicaciones, ventajas, limitaciones, y su arquitectura básica de esta área y/o campo de la Inteligencia artificial. Por otra parte en la actualidad el mercado se vuelve más competitivo, donde la administración y buen manejo de la información es fundamental para todas las empresas y/o organizaciones, las cuales si quieren sobrevivir deben de mantenerse a la vanguardia en todas y cada una de las áreas. Sus inicios datan a mediados de los años sesenta. Durante esta década los investigadores Alan Newell y Herbert Simón desarrollaron un programa llamado GPS (General Problema Solver: solucionador general de problemas). Podía trabajar con criptoaritmética, con las torres de Hanói y con otros problemas similares. Lo que no podía hacer el GPS era resolver problemas del mundo real, tales como un diagnóstico médico. En esa época se desarrollaron también: HERSAY, que intentaba identificar la palabra hablada, y PROSPECTOR, utilizado para hallar yacimientos de minerales. De este último derivó el Shell KAS (Knowledge Adquisition System). Un ejemplo de SE moderno es CASHVALUE, que evalúa proyectos de inversión y VATIA, que asesora acerca del impuesto sobre el valor añadido o IVA
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CAPÍTULO I
SISTEMAS EXPERTOS 1.1
DEFINICIONES DE SISTEMAS EXPERTOS
Un sistema experto, puede definirse como un sistema informático (hardware y software) que simula a los expertos humanos en un área de especialización dada.”
Como tal, un sistema experto debería ser capaz de procesar y
memorizar información, aprender y razonar en situaciones deterministas e inciertas, comunicar con los hombres y/u otros sistemas expertos, tomar decisiones apropiadas, y explicar por qué se han tomado tales decisiones. Se puede pensar también en un sistema experto como un consultor que puede suministrar ayuda a (o en algunos casos sustituir completamente) los expertos humanos con un grado razonable de fiabilidad.
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1.2
CARACTERÍSTICAS DE SISTEMAS EXPERTO S
Solucionan problemas aplicando su experiencia de una forma eficaz, haciendo deducciones a partir de datos incompletos o inciertos.
Explican y justifican lo que están haciendo.
Se comunican con otros expertos y adquieren nuevos conocimientos.
Reestructuran y reorganizan el conocimiento.
Interpretan al mismo tiempo el espíritu y la letra de las reglas.
Determinan cuando un problema está en el dominio de su experiencia.
1.3
FUNCIÓN DE SISTEMAS EXPERTOS
Aportar soluciones a problemas, como si de humanos se tratara, es decir capaz de mostrar soluciones inteligentes. Esto Es posible gracias a que al sistema lo crean con expertos (humanos), que intentan estructurar, y formalizar conocimientos poniéndolos a disposición del sistema, para que este pueda resolver una función dentro del ámbito del problema, de igual forma que lo hubiera hecho un experto.
1.4
TIPOS DE SISTEMAS EXPERTOS
Según la naturaleza de problemas para los que están diseñados:
Problemas Deterministas Sistemas Basados en Reglas, porque sacan sus conclusiones basándose en un conjunto de reglas utilizando un mecanismo de razonamiento lógico.
Problemas Estocásticos
Sistemas
Expertos Probabilísticos, utilizan la
probabilidad como medida de incertidumbre y la estrategia de
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razonamiento que usan se conoce como razonamiento probabilístico, o inferencia probabilística.
A) BASADOS EN REGLAS (I) Se tiene: La base de conocimiento, que contiene las variables y el conjunto de reglas que definen el problema. El motor de inferencia, que obtiene las conclusiones aplicando la lógica clásica a estas reglas.
¿Qué se entiende por regla?
Una proposición lógica que relaciona dos o más objetos
Incluye dos partes, la premisa y la conclusión.
Cada una de estas partes consiste en una expresión lógica con una o más afirmaciones objeto-valor conectadas mediante los operadores lógicos y, o, o no.
Una regla se escribe normalmente como \Si premisa, entonces conclusión".
A) BASADOS EN REGLAS (II) Situaciones complejas gobernadas por reglas deterministas:
Sistemas de control de tráfico.
Sistemas de seguridad.
Transacciones bancarias.
B) BASADOS EN PROBABILIDADES (I) Para problemas cuyas soluciones se conducen en presencia de incertidumbre en los datos o en el conocimiento es posible utilizar técnicas numéricas, o también, las incertidumbres pueden ser manejadas con una aproximación de la forma de rastro. 7
El razonamiento en la presencia de incertidumbre sucede en ejemplos típicos de diagnóstico y análisis de datos. Emplean reglas de condición-conclusión que van acompañadas de una estimación de certidumbre, en donde se tiene: 1.- Procedimiento numérico 2.- Revisión de la credibilidad
B) BASADOS EN PROBABILIDADES (II) 1.- PROCEDIMIENTO NUMÉRICO Ideados para manejar evidencias que pueden ser combinadas. Los sistemas que usan esta aproximación manejan factores de certidumbre relacionados con probabilidades para indicar la intensidad de la evidencia. La teoría de conjuntos difusos ha sido otra herramienta poderosa para esta clase de problemas. Ejemplo: SE de diagnóstico MYCIN.
2.- REVISIÓN DE LA CREDIBILIDAD Cuando la información es parcial o errónea completamente el sistema incurrirá en contradicciones. Malas líneas de razonamiento o creencias incorrectas producen contradicciones y como consecuencia malas conclusiones, debiendo de haber un proceso para retractarse. Para facilitar esto, es necesario mantener un registro en la base de datos de la credibilidad y su justificación. Usando esta aproximación es posible explotar las redundancias en los datos experimentales para mantener la verdad y así incrementar la confiabilidad del sistema
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CAPÍTULO II
ARQUITECTURA BÁSICA 2.1
LA BASE DE CONOCIMIENTO
Los especialistas son responsables de suministrar a los ingenieros del conocimiento una base de conocimiento ordenada y estructurada, y un conjunto de relaciones bien definidas y explicadas. Diferenciar entre datos y conocimiento. El conocimiento se refiere a afirmaciones de validez general tales como reglas, distribuciones de probabilidad, etc. Es permanente (parte de la componente permanente de un sistema) y se almacena en la base de conocimiento Los datos se refieren a la información relacionada con una aplicación particular. Son efímeros (destruidos después de usarlos) y se almacenan en la memoria de trabajo (así como Todos los procedimientos de los diferentes sistemas y subsistemas que son de carácter transitorio) Por ejemplo, en diagnostico médico, los síntomas, las enfermedades y las relaciones entre ellos, forman parte del conocimiento, mientras los síntomas particulares de un paciente dado forman parte de los datos.
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2.2
SUBSISTEMA DE ADQUISICIÓN DE CONOCIMIENTO
Controla el flujo del nuevo conocimiento que fluye del experto humano a la base de datos. Determina qué nuevo conocimiento se necesita, o si el conocimiento recibido es en realidad nuevo, es decir, si debe incluirse en la base de datos y, en caso necesario, incorpora estos conocimientos a la mi sma.
2.3
CONTROL DE LA COHERENCIA
Ayuda a los expertos humanos a dar información fiable:
Controla la consistencia de la base de datos y evita que unidades de conocimiento inconsistentes entren en la misma.
Comprueba e informa a los expertos de las inconsistencias.
Informa sobre las restricciones que la información debe cumplir para ser coherente con la existente en la base de conocimiento cuando se solicita información de los expertos humanos.
Si un control de la coherencia:
Unidades de conocimiento contradictorio pueden formar parte de la base de conocimiento, dando lugar a un comportamiento insatisfactorio del sistema. 10
En mecanismos de propagación de incertidumbre, se podría llegar a conclusiones absurdas o en conflicto como, por ejemplo, situaciones en las que el sistema genera probabilidades mayores que la unidad o negativas.
2.4
EL MOTOR DE INFERENCIA
Es el corazón de todo sistema experto.
Saca conclusiones aplicando el conocimiento a los datos. Por ejemplo, en diagnóstico médico, los síntomas de un paciente (datos) son analizados a la luz de los síntomas y las enfermedades y de sus relaciones (conocimiento).
Las conclusiones del motor de inferencia pueden estar basadas en conocimiento determinista o conocimiento probabilístico.
En muchos casos, algunos hechos (datos) no se conocen con absoluta certeza. Por ejemplo, piénsese en un paciente que no está seguro de sus síntomas.
El motor de inferencia es también responsable de la propagación de este conocimiento incierto. Es Probablemente el componente más débil de casi todos los sistemas expertos existentes.
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2.5
EL SUBSISTEMA DE ADQUISICIÓN DE INFORMACIÓN
Si el conocimiento inicial es muy limitado y no se pueden sacar conclusiones, el motor de inferencia utiliza el subsistema de adquisición de información para obtener el conocimiento necesario y continuar con el proceso de inferencia hasta que se hayan sacado conclusiones.
En algunos casos, el usuario puede suministrar la información requerida para este y otros objetivos. De ello resulta la necesidad de una interface de usuario y de una comprobación de la consistencia de la información suministrada por el usuario antes de introducirla en la memoria de trabajo.
2.6
INTERFACE DE USUARIO
Es el enlace entre el sistema experto y el usuario, por ello debe incorporar mecanismos eficientes para mostrar y obtener información de forma fácil y agradable.
Muestra las conclusiones, las razones que expliquen tales conclusiones y una explicación de las acciones iniciadas por el sistema experto.
También es un vehículo para obtener la información necesaria del usuario. 12
Consecuentemente, una implementación inadecuada de la interface de usuario que no facilite este proceso minaría notablemente la calidad de un sistema experto.
2.7
EL SUBSISTEMA DE EJECUCIÓN DE ÓRDENES
Permite al sistema experto iniciar acciones basadas en las conclusiones sacadas por el motor de inferencia.
Como ejemplos, un sistema experto diseñado para analizar el tráfico ferroviario puede decidir retrasar o parar ciertos trenes para optimizar el tráfico global, o un sistema para controlar una central nuclear puede abrir o cerrar ciertas válvulas, mover barras, etc., para evitar un accidente. La explicación de las razones por las que se inician estas acciones puede darse al usuario mediante el subsistema de explicación.
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2.8
EL SUBSISTEMA DE EXPLICACIÓN
Explica el proceso seguido por el motor de inferencia o por el subsistema de ejecución (explicación de las conclusiones sacadas o de las acciones iniciadas por el sistema experto).
Por ejemplo, si un cajero automático decide rechazar la palabra clave (una acción), la máquina puede mostrar un mensaje (una explicación) como la siguiente: ¡Lo siento!, su palabra clave es todavía incorrecta tras tres intentos. Retenemos su tarjeta de crédito, para garantizar su seguridad. Por favor, póngase en contacto con su banco en horas de oficina.
En muchos dominios de aplicaciones, es necesaria la explicación de las conclusiones debido a los riesgos asociados con las acciones a ejecutar.
Por ejemplo, en el campo del diagnostico medico, los doctores son responsable últimos de los diagnósticos, independientemente de las herramientas técnicas utilizadas para sacar conclusiones. En estas situaciones, sin un subsistema de explicación, los doctores pueden no ser capaces de explicar a sus pacientes las razones de su diagnostico .
2.9
EL SUBSISTEMA DE APRENDIZAJE
Una de las principales características de un sistema experto es su capacidad para aprender.
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CAPÍTULO III
TAREAS REALIZABLES POR LOS SISTEMAS EXPERTOS
Adquisición de conocimiento y la verificación de su coherencia; por lo que el sistema experto puede ayudar a los expertos humanos a dar conocimiento coherente.
Almacenar (memorizar) conocimiento.
Preguntar cuando se requiere nuevo conocimiento.
Aprender de la base de conocimiento y de los datos disponibles.
Realizar inferencia y razonamiento en situaciones deterministas y de incertidumbre.
Explicar conclusiones o acciones tomadas.
Comunicar con los expertos y no expertos humanos y con otros sistemas expertos
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CAPÍTULO IV
LIMITACIONES Y EJEMPLOS DE SISTEMAS EXPERTOS
Para actualizar se necesita de reprogramación de estos.
Elevado costo en dinero y tiempo
Programas son poco flexibles a cambios y de
Difícil acceso a información no estructurada.
Escasez de expertos humanos en determinadas áreas
No se han desarrollado sistemas que sean capaces de resolver problemas de manera general .
EJEMPLOS DE S.E (I)
Mycin (Sistema Experto para diagnósticos médicos) MYCIN es un Sistema Experto para la realización de diagnósticos, iniciado pro Ed. Feigenbaum y posteriormente desarrollados por E.Shortliffe y sus colaboradores. Su función es la de aconsejar a los médicos en la investigación y determinación de diagnósticos en el campo de las enfermedades infecciosas de la sangre. El sistema MYCIN, al ser consultado por el médico, solicita primero datos generales sobre el paciente: nombre, edad, síntomas, etc. Una vez conocida esta información por parte del sistema, el Sistema Experto
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plantea unas hipótesis. Para poder verificarlas comprueba primero la exactitud de las premisas de la regla.
EJEMPLOS DE S.E (II) Esto se realiza mediante una búsqueda de enunciados correspondientes en la base de conocimientos. Estos enunciados pueden a su vez estar de nuevo en la parte de consulta de otra regla. También lo realiza mediante determinadas preguntas al usuario. Aquí se hacen preguntas del tipo: ¿Se ha practicado en el paciente algún tipo de intervención quirúrgica? Con las respuestas que recibe, el MYCIN verifica o rechaza las hipótesis planteadas. Una serie de test ha demostrado que MYCIN trabaja igual de bien que un médico.
EJEMPLOS DE S.E (III) Xcon (Sistema Experto para configuración de Ordenadores) XCON es un Sistema Experto para configuraciones desarrollado por la Digital Equipen Corporación. Según los deseos individuales del cliente se configuran redes de ordenadores VAX. Ya que el abanico de productos que se ofrecen en el mercado es muy amplio, la configuración completa y correcta de un sistema de estas características es un problema de gran complejidad. XCON es capaz de comprobar y completar los pedidos entrantes mucho más rápido y mejor que las personas encargadas hasta ahora de esa labor.
EJEMPLOS DE S.E (IV) COACH (Cognitive Adaptive Computer Help) Permite crear ayuda personalizada al usuario. Es un observador de las acciones del usuario que está aprendiendo a operar un ambiente, y en base a 17
ellas construye un modelo adaptativo del usuario. Si bien el concepto general es aplicable para áreas diversas tales como las Interfaces Inteligentes y el
soporte técnico, en particular es de interés para este trabajo ya que los dominios de prueba que modeló corresponden al de un lenguaje y un entorno de programación (LISP y UNIX, respectivamente); así como por la prueba de adaptabilidad a distintos dominios en que probó ser efectivo. En dicha prueba, después de completar el desarrollo y pruebas del tutor bajo el dominio de LISP, se encargó a un estudiante inexperto, su adaptación al dominio de UNIX; dado el éxito de la adaptación, a pesar de la inexperiencia del constructor del dominio, Selker concluye que la aplicación de los conceptos y modelación del dominio son apropiados para diversos dominios, y por lo tanto, fácilmente adaptables.
EJEMPLOS DE S.E (V) Una de las contribuciones importantes de Coach consiste en la descripción de diversos modelos de usuarios, representados por medio de frames adaptativos; y el modelado cognitivo de variables tales como la experiencia, la latencia del conocimiento. Por otro lado, el análisis de resultados que hace Selker, basado en el comportamiento registrado por los usuarios de sistemas tradicionales y los del sistema asesor, muestra variables cuantificables para medir el éxito de un sistema similar como el que ocupa este trabajo.
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CONCLUSIONES
Actualmente el duro, difícil y cambiante mercado competitivo se vuelve más complejo por la gran diversidad de información que se ven obligados a almacenar y analizar, razón por la cual las empresas se ven en la necesidad de recurrir a poderosas y/o robustas herramientas o sistemas que les sirvan de soporte a la hora de tomar decisiones. De esta forma estos inteligentes, precisos y eficientes sistemas son adoptados por más organizaciones, en las cuales se convierten y/o transforman en una importante estrategia de negocio.
Por otra parte es importante mencionar que estos seguirán siendo usados en los todos y cada una de las áreas y/o campos donde los expertos humanos sean escasos. Por consecuencia de lo anterior estos sistemas son utilizados por personas no especializadas, por lo cual el uso frecuente de los ( SE ) les produce y/o genera conocimiento a los usuarios.
El presente informe ha permitido concluir las grandes ventajas de este Sistema Experto MYCIN, y del gran apoyo que entrega en el área de la Medicina tanto para diagnosticar, como también para entrenar a los médicos para mantenerse en constante aprendizaje. Además vemos como se puede interactuar con este Sistema. También se puede considerar lo apacionante que resulta poder aplicar los Sistemas Expertos en tantas áreas del conocimiento.
Sistemas expertos son programas que reproducen el proceso intelectual de un experto humano en un campo particular, pudiendo mejorar su productividad, ahorrar tiempo y dinero, conservar sus valiosos conocimientos y difundirlos más fácilmente.
Como Breve historia Los sistemas expertos proceden inicialmente de la inteligencia artificial a mediados de los años sesenta. En ese período se
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creía que bastaban unas pocas leyes de razonamiento junto con potentes ordenadores para producir resultados brillantes.
FUENTES DE INFORMACIÓN
http://www.mistrabajos.8k.com/Sistema%20experto%20fuzzy.htm
http://es.wikipedia.org/wiki/Sistema_experto
http://www.monografias.com/trabajos16/sistemas-expertos/sistemasexpertos.shtml
http://www.monografias.com/trabajos16/sistemas-expertos/sistemasexpertos.shtml
http://www.monografias.com/trabajos16/sistemas-expertos/sistemasexpertos.shtml
http://www.slideshare.net/Luzedithvalv/presentacion-sistemas-expertos
http://www.slideshare.net/ruttbar/sistemas-expertos-4637427
http://www.slideshare.net/leonardobernalzamora/sistemas-expertos5396761
http://www.slideshare.net/juanmiguel431/sistemas-expertos-3771338
http://www.slideshare.net/cecipenan/sistemas-expertos-6762508
http://www.slideshare.net/SEoperaciones
http://www.slideshare.net/MichellePerez2/sistemas-expertos-9762728
http://www.slideshare.net/rolangom/sistemas-expertos-3654399
http://www.slideshare.net/DreakThunder/sistemas-expertos-1206040
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ANEXOS
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SISTEMAS EXPERTOS
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ARQUITECTURA DE LOS S.E
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